vivalite 发表于 2011-5-1 16:04:59

发一个（5.4uV p-p / 111dB）超低纹波5V/1.5A线性稳压电源电路

发一个之前用在仪器产品上用的低纹波线性电源，比较适合造价不是第一考虑的产品设计。

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_39/ourdev_635725WV3U0X.png
(原文件名:p5.png)

因为产品体积和对电源稳定度的高要求我在常规线性稳压电路前增设了一个预滤波电路，Q1，R14，C11组成了电容倍增器，实际相当于2法拉的电容滤波效果。实际在版测试Q1集电极处纹波2V左右，Q1发射极纹波2.543mV，电源电压抑制比20log(2/0.002543) = 57.913dB。预滤波后通过5V线性稳压器LM1086-5滤波稳压，输出电压5.001V，纹波5.4uV （总PSRR>111dB）。当然如果按照LM1086-5的68dB PSRR算理论纹波值应该是1uV，但考虑到器件及电路热噪声（镀银电路板，连接线为屏蔽多股银线）、空间辐射（已适当屏蔽）、万用表精度等这个结果应该说相当不错，做19位ADC参考电压都可以了。

trent5145 发表于 2011-5-1 16:12:34

多谢lz提供的好资料，顶

90999 发表于 2011-5-1 16:13:07

仿真结果还是试测结果？

vivalite 发表于 2011-5-1 16:21:28

回复【2楼】90999张耀扬
仿真结果还是试测结果？
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仿真时纹波<1uV，测试结果纹波5.4uV
测试用万用表Tektronix DMM4040

vivalite 发表于 2011-5-1 16:28:23

预滤波电路是从一个甲类功放电源上参考来的（http://sound.westhost.com/project15.htm）
因为采用了专用稳压芯片所以没有采用它复杂的最终设计。

我主要参考的电路：（模拟这个电路的纹波1mV左右）
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_39/ourdev_635736M2J3U2.png
(原文件名:p15_fig2.png)


功放作者采用的最终电路：（据说实测纹波200uV，模拟160uV）
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_39/ourdev_635735I4M13I.gif
(原文件名:p15_fig3.gif)

renpeng009 发表于 2011-5-1 16:29:21

能不能说下电容倍增器的具体实现过程，以前还真没学到过。自己大概想了下，想看看是不是正确

wear778899 发表于 2011-5-1 16:35:08

顶

等讲解

vivalite 发表于 2011-5-1 16:41:13

回复【5楼】renpeng009大鹏集成
能不能说下电容倍增器的具体实现过程，以前还真没学到过。自己大概想了下，想看看是不是正确
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我发现还真没有相关的中文介绍，就算找到的仅有几条资料都是大摆微积分算式，看着就头疼。下面是Wikipedia对其的英文解释，比较浅显易懂我就不翻译了：

Capacitance multiplier
From Wikipedia, the free encyclopedia

A capacitance multiplier mimics a capacitor of different capacitance than the built-in capacitor's.
This is useful in DC power supplies where very low ripple voltage (under load) is of paramount
importance, such as in class-A amplifiers.

---------------
Transistor based
A basic capacitance multiplier.

Here the capacitance of capacitor C1 is multiplied by the transistor's current gain (β).
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_39/ourdev_635741U7JPNU.jpg
(原文件名:tr.jpg)

R1 and C1 form a low-pass filter and help smooth any ripple in VS. R1 supplies the charging current
as well as the transistor's (denoted by Q) base current. R2 is the load on the circuit. Without
Q, R2 would be the load on the capacitor and C1 would have to be very large to maintain low ripple.
With Q in place, the loading imposed upon C1 is simply the load current reduced by a factor of β.
Conversely, C1 appears "multiplied" by a factor of β to the load.

Note that this circuit is not a voltage regulator, since the output voltage varies directly with
the input VS. The output voltage is about 0.65V less than the base voltage, which in turn is about
2–3 V less than VS (when loaded). Larger values of R1 (and C1) reduce the output ripple to almost
negligible levels. On the downside this causes the output to rise slowly towards the required value
(especially when the load is connected), due to the larger time constant of R1 and C1.

-----------------
Operational Amplifier based
A basic capacitance multiplier.

Here the capacitance of capacitor C1 is multiplied by the quotient of the resistances of R1 and R2.
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_39/ourdev_635742LVNX4G.jpg
(原文件名:op.jpg)

能翻_墙的看这里：http://en.wikipedia.org/wiki/Capacitance_multiplier

gamekeys 发表于 2011-5-1 16:47:08

那就是半导体集成电路老师讲的密勒效应。在集成电路中能够实现小体积大电容……

lukeunderwood 发表于 2011-5-1 16:49:46

mark

tangwei039 发表于 2011-5-1 17:11:09

mark

bangbangji 发表于 2011-5-1 17:17:07

非常棒的效果啊，lz测过带负载情况下的纹波没？期待测试结果..

licheng0620 发表于 2011-5-1 17:17:18

顶

mkliop 发表于 2011-5-1 17:18:04

有源虑波电路就是用了电容两端电压不能突变原理把调整管基级稳定住从而等效看像电容量被放大了一样。我瞎掰的…

vivalite 发表于 2011-5-1 17:29:54

回复【11楼】bangbangji
非常棒的效果啊，lz测过带负载情况下的纹波没？期待测试结果..
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都是带载测的，负载是3.6欧10W功率电阻；空载没测过。

Jigsaw 发表于 2011-5-1 17:47:01

“电容倍增器”
第一次听到这个名词

NJ8888 发表于 2011-5-1 17:59:25

这种等效，对于电源的波动有效，对于负载的波动无效，不过通常需要低纹波的模拟电路地方，负载变化不剧烈。如果我做，在基于电流不大的前提下，是用稳压后的电压在经过RC积分送的运放（扩流）输出，运放的PSRR有60dB，稳压器的纹波抑制也是60dB,总抑制120dB

renpeng009 发表于 2011-5-1 18:02:31

回复【16楼】888888888888
这种等效，对于电源的波动有效，对于负载的波动无效，不过通常需要低纹波的模拟电路地方，负载变化不剧烈。如果我做，在基于电路不大的前提下，是用稳压后的电压在经过rc的运放（扩流）输出，运放的psrr有60db，稳压器的纹波抑制也是60db,总抑制120db

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是个不错的方法

hlswx 发表于 2011-5-1 18:08:03

学习了～

stefgq 发表于 2011-5-1 18:14:53

电容倍 MARK

tfdsensor 发表于 2011-5-1 18:18:18

VV也是无所不通的高人

pspice 发表于 2011-5-1 18:26:07

Mark 好资料！

kbdcj2000 发表于 2011-5-1 18:40:44

mark

xivisi 发表于 2011-5-1 18:46:10

mark

master5888 发表于 2011-5-1 18:46:52

顶

110112110 发表于 2011-5-1 18:47:28

mark

xivisi 发表于 2011-5-1 19:02:52

请问楼主 达林顿 是否可更改为 绝缘栅机场效应管？似乎都差不多利用其恒流效应 并且负载端电压波动也可反馈到门极

281229961 发表于 2011-5-1 19:17:26

mark

wpnx 发表于 2011-5-1 19:20:10

mark

gzhuli 发表于 2011-5-1 19:26:05

回复【7楼】vivalite
能翻_墙的看这里：http://en.wikipedia.org/wiki/Capacitance_multiplier
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wikipedia早就不用翻了。


回复【26楼】xivisi LiYong
请问楼主 达林顿 是否可更改为 绝缘栅机场效应管？似乎都差不多利用其恒流效应 并且负载端电压波动也可反馈到门极
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用MOSFET的理由？达林顿不好买吗？

xivisi 发表于 2011-5-1 19:34:03

回复【29楼】gzhuli 咕唧霖
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用mosfet的理由？达林顿不好买吗？
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我手上只有MOS。。。想了想貌似手上没有低门线电压的 mos 可能达林顿 还是最优的

xpxp 发表于 2011-5-1 19:34:19

第一张图中的等效滤波电容为C11的容量与Q1放大倍数的乘积。这种电路的瞬态响应不好，在音响电路中可能应用不是很广，一般是用有源伺服。这种电路在10几年前的《电子报》还是比较常见的。
    一般我测试电源的波纹都是用的示波器。用数字万用表如何测试直流电源 的波纹?

bxzyf 发表于 2011-5-1 19:36:06

回复【3楼】vivalite
回复【2楼】90999张耀扬
仿真结果还是试测结果？
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仿真时纹波&lt;1uv，测试结果纹波5.4uv
测试用万用表tektronix dmm4040
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请教楼主纹波5.4uV是用什么测试的，万用表的交流档吗？

wanyou132 发表于 2011-5-1 19:38:31

mark

Bicycle 发表于 2011-5-1 19:43:25

精品

skynet 发表于 2011-5-1 19:53:48

达人贴,马克

mkliop 发表于 2011-5-1 20:04:35

回复【26楼】xivisi LiYong
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不可以因为这个电路主要靠IB电流来实现放大功能滴 因为调整管B极电压稳定，而这又是个射极跟随器e电压=UB-0.6V而且稳定

qiufeng 发表于 2011-5-1 20:14:20

谢谢分享！

llssr 发表于 2011-5-1 20:21:36

这个也叫电子滤波电路吧   这里只能用BJT管子

jielove2003 发表于 2011-5-1 21:30:52

mark

NE555 发表于 2011-5-1 21:42:47

小弟觉得是不是应该加个灯泡什么的做负载然后再测。

yan_jian 发表于 2011-5-1 21:45:02

建议把有源滤波改成简单的串联稳压效果会更好

就是在C11上并一稳压管

vcrm 发表于 2011-5-1 21:49:29

mark

lihuyong 发表于 2011-5-1 21:51:12

手机党mark

lktdm 发表于 2011-5-1 21:54:49

长见识了

czhxp 发表于 2011-5-1 22:05:13

mark

rafd 发表于 2011-5-1 22:21:24

支持

wzyllgx 发表于 2011-5-1 23:25:29

mark

bigworms 发表于 2011-5-1 23:48:59

mark

ju748 发表于 2011-5-2 00:49:08

记号

af00 发表于 2011-5-2 00:57:20

mark

qumei 发表于 2011-5-2 02:35:48

弱弱的问下，这个指标什么意思？按这么算的话噪声有 0.003% * 5V = 150uV

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_39/ourdev_635840H4MA8E.jpg
(原文件名:2011-05-02_02-33-27.jpg)

lyz_1900 发表于 2011-5-2 03:31:02

高级啊。。。没什么见识。。。没见过这么小纹波的电源。。。顶 个

vivalite 发表于 2011-5-2 04:02:46

回复【32楼】bxzyf
回复【3楼】vivalite
回复【2楼】90999张耀扬
仿真结果还是试测结果？
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仿真时纹波&lt;1uv，测试结果纹波5.4uv
测试用万用表tektronix dmm4040
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请教楼主纹波5.4uv是用什么测试的，万用表的交流档吗？
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万用表交流挡也能测纹波

vivalite 发表于 2011-5-2 04:18:58

想了想也许之前测试时有疏漏，5.4uV应该不是p-p而是rms。实际的p-p可能会大一些，大多少和波形、频率有关。

vivalite 发表于 2011-5-2 04:26:31

回复【51楼】qumei夜行者
弱弱的问下，这个指标什么意思？按这么算的话噪声有 0.003% * 5v = 150uv

(原文件名:2011-05-02_02-33-27.jpg)
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这是10Hz和10KHz之间的噪声电平总和。这也是我后来比较怀疑的一点，因为噪声不应该这么低。现在想想原因也许是1）测纹波的万用表之前可能设置了50Hz以上的cut off2）我的输出滤波电容比手册上推荐的大不少，高低频也是分别滤波的，因此也滤掉了一些高频纹波。

cyberjok 发表于 2011-5-2 06:34:17

THX.

ww1228 发表于 2011-5-2 08:25:08

记下

largeboss 发表于 2011-5-2 08:38:49

mark

1ongquan 发表于 2011-5-2 09:42:07

请教各位可否用317代换,市电输入环节要不要加虑波??

vivalite 发表于 2011-5-2 10:00:56

回复【59楼】1ongquan
请教各位可否用317代换,市电输入环节要不要加虑波??
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可以换317的，我觉得市电输入环节没有特殊的滤波需要

watermarker 发表于 2011-5-4 12:43:09

mark

jason_more 发表于 2011-5-4 13:05:12

mark

y595906642 发表于 2011-5-4 13:10:08

电容倍增器 mark

hujian228 发表于 2011-5-4 13:18:39

不错的方案

my2009 发表于 2011-5-4 14:21:29

电容倍增器 mark

shiqiang 发表于 2011-5-4 16:26:10

文波可以降低，噪声干扰不知抑制得好不好？？

wx2k 发表于 2011-5-4 16:36:40

记号

vermon 发表于 2011-5-4 16:42:44

这种如此精辟的帖子   严重记号

yangjinke1118 发表于 2011-5-4 16:46:37

mark

chaled 发表于 2011-5-4 17:02:46

mark

aleyn 发表于 2011-5-4 17:05:22

mark

yusufu 发表于 2011-5-4 17:54:43

mark，好图~

rj44444 发表于 2011-5-4 19:13:09

学习

lbswind 发表于 2011-5-4 21:05:09

模拟课程忘得差不多了~~学习了。。。

jamiedu 发表于 2011-5-4 22:12:30

mark

fanwt 发表于 2011-5-4 22:50:18

电流能不能再大点，到3A会如何，这个电路的巧妙可能就在于输入电容变大了，但是仅仅靠这个能把纹波做下去吗，期待高人

lxqqqqq 发表于 2011-5-5 00:24:37

mark

vivalite 发表于 2011-5-5 03:01:41

回复【76楼】fanwt
电流能不能再大点，到3a会如何，这个电路的巧妙可能就在于输入电容变大了，但是仅仅靠这个能把纹波做下去吗，期待高人
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2N6043换2N6045后3A没问题。把2N6043换成MJ11032后50A都没问题了。需要很小纹波可以把这个滤波电路串联。

但是要注意的是这个电路虽说模拟了电容的滤波作用但只能滤波，无法直接用在感性负载大的环境下（如果要用在感性负载环境需要在滤波后再加大的吸收电容）。

xiaoking 发表于 2011-5-5 09:20:32

学习电容倍增器，长见识了

HYLG 发表于 2011-5-5 09:44:18

又上了一课。好好学习，天天向上。

qsmq46 发表于 2011-5-5 16:42:37

mark 学习啦 最近刚好在弄这方面的东西 晚上搭个电路 试一下效果 谢谢分享！！！！

chenfuen 发表于 2011-5-5 17:15:56

先留印

xunpianzhen 发表于 2011-5-5 17:36:51

太高深，没看懂。。学习

xianger101 发表于 2011-5-5 18:23:31

学习了。

cuikai12345 发表于 2011-5-5 18:51:06

学习

zxy1217 发表于 2011-5-5 18:57:59

51节真好啊，学习了。

fanwt 发表于 2011-5-5 20:36:36

回复【78楼】vivalite
回复【76楼】fanwt   
电流能不能再大点，到3a会如何，这个电路的巧妙可能就在于输入电容变大了，但是仅仅靠这个能把纹波做下去吗，期待高人
-----------------------------------------------------------------------
2n6043换2n6045后3a没问题。把2n6043换成mj11032后50a都没问题了。需要很小纹波可以把这个滤波电路串联。
但是要注意的是这个电路虽说模拟了电容的滤波作用但只能滤波，无法直接用在感性负载大的环境下（如果要用在感性负载环境需要在滤波后再加大的吸收电容）。
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再请教下 LM1086-5也是1.5A的，只换前面的滤波部分，这个地方有什么替代器件，谢谢！
谢谢，以前在“电子学”这本书中看到过电容倍增的原理，但是从来没见人用过，和楼主学习了

qwerttt 发表于 2011-5-5 20:56:06

值得参考

vivalite 发表于 2011-5-5 22:58:48

回复【87楼】fanwt
回复【78楼】vivalite
回复【76楼】fanwt   
电流能不能再大点，到3a会如何，这个电路的巧妙可能就在于输入电容变大了，但是仅仅靠这个能把纹波做下去吗，期待高人
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2n6043换2n6045后3a没问题。把2n6043换成mj11032后50a都没问题了。需要很小纹波可以把这个滤波电路串联。
但是要注意的是这个电路虽说模拟了电容的滤波作用但只能滤波，无法直接用在感性负载大的环境下（如果要用在感性负载环境需要在滤波后再加大的吸收电容）。
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再请教下 LM1086-5也是1.5A的，只换前面的滤波部分，这个地方有什么替代器件，谢谢！
谢谢，以前在“电子学”这本书中看到过电容倍增的原理，但是从来没见人用过，和楼主学习了
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LM1085是3A的。LM的不好找可以找LT的，再找不到可以找CW的（CW系列是国产的，估计电子市场里99%的LM和LT也是用CW仿造的）

eggcar 发表于 2011-5-5 23:19:26

对这个5.4uV的纹波持怀疑态度，密勒效应在放大（1/wC)的同时，也放大了wL，这颗电解的频响特性会严重下降，必须要在这颗电解上并上一系列小电容来扩展频响

vivalite 发表于 2011-5-6 01:31:18

回复【90楼】eggcar八号机
对这个5.4uv的纹波持怀疑态度，密勒效应在放大（1/wc)的同时，也放大了wl，这颗电解的频响特性会严重下降，必须要在这颗电解上并上一系列小电容来扩展频响
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首先我的设计不是一步到位设计，前端滤波只是要求不高的粗滤波，然后才是精细稳压滤波，两种滤波原理不同互补性比较好。1000uF及以下的电解电容都是频率特性很好的Vishay钽电容，唯一的铝电解2200uF也是Low ESR并且也是并了104小电容的。

zxq6 发表于 2011-5-19 20:18:43

看来这个玩意用在模拟电路上不错。

380121850 发表于 2011-5-20 13:05:41

今天图挂了~

highend 发表于 2011-5-20 13:41:04

图呢？哪位再发一次

bbsniua 发表于 2011-5-20 13:46:40

图呢？
看文字表达好像是个电子滤波一类的玩意，
利用RC滤波后接上三极管射随，
实际就是把波动的那部分切割掉而已！

bbsniua 发表于 2011-5-20 13:58:08

好像图片上传说我的格式不对。。。。。。

vivalite 发表于 2011-5-20 14:13:13

貌似全站的图都不正常。。。。还是先耐心等等吧

bbsniua 发表于 2011-5-20 14:16:55

我记得这个电路在很久很久以前就在杂志上见过，
当时我做了一个，
效果和一个线性稳压电路差不多的！除了不能稳压外，
还有个别设计的分立式线性稳压也有加入这个RC滤波加射随后去稳压反馈。

zhangxun0712 发表于 2011-5-20 16:27:11

学习
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